Inusuales 'llamas frías' descubiertas a bordo de la Estación Espacial

Izquierda: vista desde una cámara a color normal; derecha: vista desde una cámara intensificada de alta sensibilidad. Solo la cámara intensificada puede capturar la llama fría que aparece después de que la llama caliente oscila y se extingue. - UNIVERSIDAD DE MARYLAND

   MADRID, 19 Jul. (EUROPA PRESS) -

   Se ha hecho un descubrimiento en la órbita de la Tierra: llamas de difusión fría esféricas estables. Las mediciones en estas llamas podrían ayudar a mejorar los motores del futuro.

   La mayoría de los expertos esperaban que fuera fácil obtener llamas de difusión fría quemando gases en microgravedad, pero los investigadores han descubierto que este no es el caso. Entre enero y junio de 2021, quemaron más de 150 llamas de difusión calientes a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS), algunas durante hasta 3 minutos, pero ninguna pasó de la combustión caliente a la fría después de extinguirse.

   El 23 de junio, con un ligero cambio en las condiciones, Minhyeng Kim, estudiante de posgrado en Ingeniería de Protección contra Incendios (FPE) de la Universidad de Maryland (UMD), notó algo inusual en tres de las pruebas: después de que las llamas calientes se extinguieron y desaparecieron en la vista de la cámara, todavía se estaba produciendo calor. El combustible fue n-butano diluido con nitrógeno y el oxidante fue oxígeno al 40% en nitrógeno. La presión fue de 2 atmósferas.

   Las llamas eran tan tenues que incluso la cámara más sensible disponible para las pruebas inicialmente no reveló nada.

   Luego, Kendyl Waddell, un estudiante de ingeniería mecánica, asesorado por el profesor de FPE, Peter Sunderland, mejoró la transmisión de video para revelar un comportamiento asombroso. Después de que la llama caliente se extinguió y cesaron todas las reacciones, el calor residual en el quemador poroso volvió a encender el combustible que fluía como una llama de difusión fría esférica estable.

   Los experimentos se realizaron como parte del proyecto Cool Flames Investigation with Gases (CFI-G), dirigido por Peter Sunderland (UMD FPE), Richard Axelbaum (Universidad de Washington) y Forman Williams (Universidad de California, San Diego), y con el apoyo de NSF, NASA y CASIS.

EL COMBUSTIBLE DE LOS ENCENDEDORES

   "Estas llamas tienen varias características favorables que nunca antes se habían combinado", dijo Sunderland en un comunicado. "Tienen caudales conocidos, controlados y estables. Son autosuficientes sin reactivos calentados ni oxidantes exóticos. Sus zonas de reacción son gruesas (del orden de 6 mm), lo que facilita las mediciones y simulaciones. El combustible es el ligero y gaseoso n-butano, como el contenido de la mayoría de los encendedores de cigarrillos".

   Las llamas frías arden a 600-1000 K, mucho más frío que los 1100-2200 K de las típicas llamas calientes. Las llamas de difusión fría, descubiertas en 2012 usando gotas de combustible líquido (también a bordo de la ISS), se crearon recientemente en gravedad normal usando aire caliente y generalmente con combustibles líquidos y oxidantes exóticos.

   Este fenómeno ya ha generado un gran interés en la comunidad de investigadores de la combustión. El objetivo es generar una comprensión integral de la química de las llamas frías que permitirá motores y quemadores más limpios y eficientes, así como una mejor seguridad contra incendios.